一种耦合干热岩型地热能的火力发电系统的制作方法

本实用新型属于汽轮机发电领域，具体涉及一种耦合干热岩型地热能的火力发电系统。

背景技术：

随着全球及国内经济、能源和环保形势的发展，发电企业已经进入了新的关键时期。中国电力行业在经历了快速增长之后，正面临燃料成本高、机组利用小时数下降所导致的恶劣的经营环境。为了适应能源及电力新形势，通过挖掘内部潜力，提高机组的可靠性和经济性，减少对资源消耗及对环境的污染已越来越受到关注。

伴随着石化能源短缺、探索利用新能源已成为能源领域发展的必然趋势。地热能具有热效率高、用地少、生态效应小等优点，同时相对于风能、太阳能等能源，其受天气季节影响较小，因而还具有能源品质稳定的特点。

地热能是由地壳抽取的天然热能，能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在于干热岩和水等热能载体中。相比于水型地热资源，干热岩是由地球深处的辐射或固化岩浆的作用而形成的地热资源，具有更高的能量密度，已有研究表明岩体的载热温度可高达150-650℃。此外由于热能是储存于地下岩石中，因此还具有不受地理位置限制的优点，因而具有很好的发展前景与商业价值。

根据干热岩地热能稳定性好，能量密度高的特点，与之结合火电汽水热力系统进行流程优化，可实现能量梯级利用，提升能量使用效率，这对促进新能源的利用，降低火电机组能耗水平均具有重大意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种耦合干热岩型地热能的火力发电系统，能够提高新能源的利用，降低火电机组能耗水平的效果。

为了达到上述目的，本实用新型包括干热岩型地热能采集系统、地热能换热站、火电机组给水系统和火电机组凝结水系统；

干热岩型地热能采集系统包括高温深井采集系统和中温浅井采集系统，地热能换热站包括深井换热站和浅井换热站，高温深井采集系统连接深井换热站，中温浅井采集系统连接浅井换热站，深井换热站连接火电机组给水系统，浅井换热站连接火电机组凝结水系统。

干热岩型地热能采集系统用于采集地表下岩层的热能；

地热能换热站用于使干热岩型地热能采集系统采集的热能与火电机组给水系统和火电机组凝结水系统进行换热。

干热岩型地热能采集系统包括置于地表下岩层上的金属地埋管换热器，金属地埋管换热器通过管道与地热能换热站连接，管道上设置有循环泵。

地热能换热站包括地热换热器，干热岩型地热能采集系统连接地埋管循环介质入口和地埋管循环介质出口，火电机组给水系统连接深井换热站中深井地热换热器的待加热水侧工质入口和辅热后水侧工质出口，火电机组凝结水系统连接浅井换热站中浅井地热换热器的待加热水侧工质入口和辅热后水侧工质出口。

火电机组给水系统包括火电机组的给水主管道，给水主管道连接地热能换热站，换热后的给水通过若干回流给水管道送回火电机组，回流给水管道上设置有隔离阀门。

火电机组凝结水系统包括火电机组的主凝结水管道，主凝结水管道连接地热能换热站，换热后的凝结水通过若干回流凝结水管道送回火电机组，回流凝结水管道上设置有隔离阀门。

地热能换热站沿水侧主流方向与火电机组给水系统和火电机组凝结水系统呈并联设置。

与现有技术相比，本实用新型的火电机组凝结水系统的凝泵出口主管道处引出分支管，分流部分凝结水进入浅井低温换热站加热凝结水。浅井低温换热站出口的回流凝结水管道呈分支，分别接入凝结水系统中不同低压加热器的出口处凝结水主管道。各分支路均设置有隔离阀，高、低温换热站出口的回流水侧工质可根据升温后出口温度参数自由转换回流位置，本实用新型的回流水侧工质可根据升温后出口温度参数自由转换回流位置减少热损失，运行方式灵活化，实现了水型地热能与火电机组的高效耦合应用，提升了火电机组给水、凝结水温度，减少抽汽系统回热抽汽量，增强汽轮机做功，降低机组热耗率。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型结构示意图；

其中，1、干热岩型地热能采集系统；2、地热能换热站；3、火电机组给水系统；4、火电机组凝结水系统；5、循环泵；6、深井地热换热器；7、浅井地热换热器；8、隔离阀门；1-1、高温深井采集系统；1-2、中温浅井采集系统；2-1、深井换热站；2-2浅井换热站。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

参见图1和图2，本实用新型包括干热岩型地热能采集系统1、地热能换热站2、火电机组给水系统3和火电机组凝结水系统4。

干热岩型地热能采集系统1包括高温深井采集系统1-1和中温浅井采集系统1-2，地热能换热站2包括深井换热站2-1和浅井换热站2-2，高温深井采集系统1-1连接深井换热站2-1，中温浅井采集系统1-2连接浅井换热站2-2，深井换热站2-1连接火电机组给水系统3，浅井换热站2-2连接火电机组凝结水系统4。

干热岩型地热能采集系统1用于采集地表下岩层的热能。

地热能换热站2用于使干热岩型地热能采集系统1采集的热能与火电机组给水系统3和火电机组凝结水系统4进行换热。

干热岩型地热能采集系统1包括置于地表下岩层上的金属地埋管换热器，金属地埋管换热器通过管道与地热能换热站2连接，管道上设置有循环泵5。

地热能换热站2包括地热换热器，干热岩型地热能采集系统1连接地埋管循环介质入口和地埋管循环介质出口，火电机组给水系统3连接深井换热站2-1中深井地热换热器6的待加热水侧工质入口和辅热后水侧工质出口，火电机组凝结水系统4连接浅井换热站2-2中浅井地热换热器7的待加热水侧工质入口和辅热后水侧工质出口。

火电机组给水系统3包括火电机组的给水主管道，给水主管道连接地热能换热站2，换热后的给水通过若干回流给水管道送回火电机组，回流给水管道上设置有附属隔离阀门8。

火电机组凝结水系统4包括火电机组的主凝结水管道，主凝结水管道连接地热能换热站2，换热后的凝结水通过若干回流凝结水管道送回火电机组，回流凝结水管道上设置有附属隔离阀门8。

地热能换热站2沿水侧主流方向与火电机组给水系统3和火电机组凝结水系统4呈并联设置。

系统运行时，火电机组凝结水泵后的主管道中的凝结水分流部分进入浅井换热站2-2，所分流的流量可通过支管中设置的调节阀进行调整。中温浅井采集系统1-2中的地埋管循环介质在中温岩体中吸热热量后，通过变频循环泵引入浅井换热站2-2，对分流凝结水进行加热升温。

火电机组给水泵后的主管道中的给水分流部分进入深井换热站2-1，所分流的流量可通过支管中设置的调节阀进行调整。高温深井采集系统1-1中的地埋管循环介质在高温岩体中吸热热量后，通过变频循环泵引入深井换热站2-1，对分流给水进行加热升温。

干热岩型地热能采集系统1中的地埋管循环介质流量可根据机组负荷率、分流水侧工质流量及水泵功耗等因素综合加权确定，可通过变频循环泵进行控制调整。

地热能换热站2出口的回流水工质管道均呈分支，分别接入系统中不同加热器的出口处水侧工质主管道。各分支路均设置有隔离阀8，地热能换热站2出口的回流水工质可根据升温后出口温度参数自由转换回流位置以减少热损失。

火电机组利用干热岩地热能的能量辅助加热水侧工质，提高了给水及凝结水温度，提升了朗肯循环的平均吸热温度，同时可减少抽汽系统回热抽汽量，增加了汽轮机输出功率，有利于机组整体循环效率的提升。